Fossiilinen ryhmä on galaktinen järjestelmä, jossa osa tai kaikki komponenttigalaksit ovat sulautuneet muodostamaan yhden elliptisen galaksin. Tämän kappaleen massa ja röntgensäteily on verrattavissa sen komponenttien summaan, ja sitä ympäröi kuuman kaasun pilvi, joka ulottuu useita galaktisia säteitä. Kaikki järjestelmän jäsenet, jotka eivät ole imeytyneet, ovat tyypillisesti kaukana ja paljon pienempiä kuin hallitseva jäsen. On ehdotettu, että nämä järjestelmät ovat muodostuneet hyvin kaukaisessa menneisyydessä ja edustavat galaktisen ryhmän evoluution viimeistä vaihetta, joten termi “fossiili”.
Useimmat galaksit, mukaan lukien Linnunrata, ovat osa paikallista ryhmää. Pienimmissä ryhmissä galaksit ovat riittävän lähellä heijastamaan sitä, että painovoima yhdistää ne lopulta yhdeksi kokonaisuudeksi, joka keskittyy pimeän aineen haloon. Tämä on aine, joka ei säteile tai heijasta säteilyä, mutta voidaan havaita sen painovoiman vaikutuksista. Pimeän aineen läsnäolo on päätelty valtavista kaasupilvistä, jotka lähettävät suuria määriä röntgensäteilyä, joka tyypillisesti ympäröi näitä järjestelmiä. Tällaisen prosessin uskotaan muodostavan fossiilisen ryhmän muutaman miljardin vuoden aikana.
Galaktisia ryhmiä, jotka näyttävät olevan muodostamassa fossiiliryhmää, on havaittu. Nämä vahvistivat ajatusta, että se on yleinen tulos tietyn tiheyden järjestelmille ja ainoa menetelmä fossiilisten ryhmien muodostamiseksi. Jatkotutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että fossiilien muodostuminen on harvemmin asuttuja aloja. Lisäksi on tutkittu massiivisia fossiilisia ryhmiä, jotka eivät olisi voineet johtua yleisistä dynaamisen kitkan malleista maailmankaikkeuden tunnetussa elämässä.
Massiivisin tunnettu fossiiliryhmä tutkittiin XMM-Newton- ja Chandra-röntgensäteilyseurannoilla sekä maalla sijaitsevilla infrapunateleskoopeilla. Sen elliptinen galaksi on 500 miljardia kertaa valoisampi kuin aurinko, sen massa on yli 300 biljoonaa aurinkomassaa ja se sijaitsee halkaisijaltaan kolmen miljoonan valovuoden ylikuumennetun kaasun halo. Fossiiliryhmien muodostumista koskevan näkemyksen mukaan tämän kokoisen rakenteen ei olisi pitänyt olla mahdollista käytettävissä olevassa ajassa.
On ehdotettu vaihtoehtoista muodostumisteoriaa, jossa dynaamisen kitkan vaikutukset kappaleisiin, jotka liikkuvat ympyrän kiertoradalla massakeskuksen ympäri, korvataan epäsymmetrisellä mallilla. Jos massaa vedetään kohti keskustaa filamentteja tai lankamaisia galaktisia rakenteita pitkin, tunnetut voimat voivat muodostua paljon nopeammin. Fossiilisten ryhmien elliptisten galaksien ja suurten klustereiden kirkkaiden galaksien samankaltaisuudet viittaavat toiseen muodostuvaan prosessiin. Fossiilisten ryhmien muodostumisen loppuprosessi voisi olla klusteriryhmien muodostumisen alkuvaihe.